简单动态电路的时域.ppt

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1、5、简单动态电路的时域分析考试点1、掌握换路定则并能确定电压、电流的初始值；2、熟练掌握一阶电路分析的基本方法；3、了解二阶电路分析的基本方法。tE稳态暂态旧稳态新稳态过渡过程:C电路处于旧稳态KRE+_开关K闭合电路处于新稳态RE+_“稳态”与“暂态”的概念:产生过渡过程的电路及原因?无过渡过程I电阻电路t=0ER+_IK电阻是耗能元件，其上电流随电压比例变化，不存在过渡过程。Et电容为储能元件，它储存的能量为电场能量，其大小为：电容电路储能元件因为能量的存储和释放需要一个过程，所以有电容的电路

2、存在过渡过程。EKR+_CuCt储能元件电感电路电感为储能元件，它储存的能量为磁场能量，其大小为：因为能量的存储和释放需要一个过程，所以有电感的电路存在过渡过程。KRE+_t=0iL结论有储能元件（L、C）的电路在电路状态发生变化时（如：电路接入电源、从电源断开、电路参数改变等）存在过渡过程；没有储能作用的电阻（R）电路，不存在过渡过程。电路中的u、i在过渡过程期间，从“旧稳态”进入“新稳态”，此时u、i都处于暂时的不稳定状态，所以过渡过程又称为电路的暂态过程。1换路定则换路:电路状态的改变。如：换路

3、定则及初始值的确定1.电路接通、断开电源2.电路中电源的升高或降低3.电路中元件参数的改变…………..换路定则:在换路瞬间，电容上的电压、电感中的电流不能突变。设：t=0时换路---换路前瞬间---换路后瞬间则：换路瞬间，电容上的电压、电感中的电流不能突变的原因解释如下：自然界物体所具有的能量不能突变，能量的积累或释放需要一定的时间。所以*电感L储存的磁场能量不能突变不能突变不能突变不能突变电容C存储的电场能量2初始值的确定求解要点：1.2.根据电路的基本定律和换路后的等效电路，确定其它电量的初始值。

4、初始值（起始值）：电路中u、i在t=0+时的大小。例1换路时电压方程:不能突变发生了突跳根据换路定理解:求:已知:R=1kΩ,L=1H,U=20V、设时开关闭合开关闭合前iLUKt=0uLuR已知:电压表内阻设开关K在t=0时打开。求:K打开的瞬间,电压表两端的电压。解:换路前(大小,方向都不变)换路瞬间例2K.ULVRiLt=0+时的等效电路VKULVRiL已知:K在“1”处停留已久，在t=0时合向“2”求:的初始值，即t=(0+)时刻的值。例3E1k2k+_RK12R2R16V2k解：E1k2k

5、+_RK12R2R16V2k换路前的等效电路ER1+_RR2t=0+时的等效电路E1k2k+_R2R13V1.5mA+-计算结果电量Ek2k+_RK12R2R16V2k小结1.换路瞬间，不能突变。其它电量均可能突变，变不变由计算结果决定；3.换路瞬间，电感相当于恒流源，其值等于，电感相当于断路。2.换路瞬间，电容相当于恒压源，其值等于电容相当于短路；KRE+_C电压方程根据电路规律列写电压、电流的微分方程，若微分方程是一阶的，则该电路为一阶电路（一阶电路中一般仅含一个储能元件。）如：一阶电路过渡过程的

6、分析一阶电路的概念:一阶电路过渡过程的求解方法(一).经典法:用数学方法求解微分方程；(二).三要素法:求初始值稳态值时间常数……………...一阶电路的零输入响应零输入：输入＝0（外电源输入＝0）即：动态电路在没有外加激励时，仅由动态元件的初始储能引起的响应。储能元件储存的能量能量来源最终终值为0一阶电路的零状态响应初始状态为零外电源输入直流交流充电与电源变化规律相同能量来源最终终值零状态：一阶电路的全响应一、全响应当一个非零初始状态的一阶电路受到激励时，电路的响应称为全响应。S(t=0)二、RC电

7、路设电容原有电压为U01、电路方程初始条件2、方程的解方程的通解特解对应齐次方程的通解得积分常数根据uC(0+)=uC(0-)=U0A=U0-US全响应=零输入响应+零状态响应全响应=稳态分量+瞬态分量上式改写成三、RL电路形式上和RC电路一致。初始值f(0+)稳态值f(∞)时间常数τ（仅适用直流激励）tof(t)f(∞)f(0+)tof(t)f(∞)f(0+)四、三要素法三要素三要素公式：(1)uc(0+)与iL(0+)按换路定则求出C视作开路iL(0+)=iL(0-)(2)其它电路变量的初始值1．

8、初始值f(0+)的计算应画出t=0+的等效电路，然后按电阻电路计算L视作短路uc(0+)=uc(0-)在t→∞的等效电路中，因为直流作用电感视作短路2．稳态值f(∞)的计算当t→∞，作出t→∞的等效电路，然后按电阻电路计算电容视作开路所以3．时间常数τ的计算RC电路RL电路Ro为换路后的电路，从动态元件两端看进去的戴维宁等效电阻。τ=L/R0τ=R0C当正确求出f(0+)，f(∞)及τ三要素后，即可按上式写出变量的完全响应。注意标注单位4．三要素法求完全